DE69312899T2

DE69312899T2 - Vorrichtung zur Korrektur einer Zick-Zack-Bewegung einer langgestreckten laufenden Bahn

Info

Publication number: DE69312899T2
Application number: DE69312899T
Authority: DE
Inventors: Masao Fukuda
Original assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1997-12-11
Anticipated expiration: 2013-12-10
Also published as: DE69312899D1; US5667123A; EP0606731A1; EP0606731B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Korrektur einer Zick-Zack-Bewegung einer langgestreckten Bahn, wie beispielsweise einer langgestreckten Folie oder eines bogenartigen Materials, das in Längsrichtung transportiert wird.
Es wird angenommen, daß beispielsweise an einer Verpackungmaschine der senkrechten Kissenbauart eine Bogenrolle mit einem auf ihr aufgewickelten langgestreckten bedruckten Bogen eingebaut ist. Ein derartiger Bogen ist in der Seitenrichtung nicht immer gleichmäßig aufgewickelt, weil seine Dicke in dieser Richtung ungleichmäßig sein kann oder weil es Spannungsschwankungen beim Aufwickeln gab. Wenn eine derartige Bogenbahn an einer Verpackungsmaschine eingerichtet wird und ein Bogen von ihr gezogen wird, kann dies zu einer Zick-Zackbewegung des Bogens führen und es kann sein, daß die linken und rechten Hälften der auf den erzeugten Beuteln gedruckten Gestaltungen und Zeichen nicht zusammenpassen. Um derartige Erscheinungen zu verhindern, kann ein sogenannter Rückkopplungsmechanismus verwendet werden, der einen entlang der Verlaufsbahn des Bogens angeordneten Sensor und eine Rückkopplungskorrektureinrichtung umfaßt, die an der stromaufwärtigen Seite von dem Sensor zum Verschieben des Bogens durch einen Korrekturalgorithmus mit einem geschlossenem Regelkreis angeordnet ist. Ein derartiger Mechanismus, wie er beispielsweise in dem U.S. Patent Nr. 4 049 213 beschrieben ist, kann wirkungsvoll sein, wenn die Unregelmäßigkeiten beim Aufwickeln des gerollten Bogens sich verhältnismäßig langsam ändern. Wenn die Versetzungen des Bogens in der Seitenrichtung wesentlich abweichen, kann es jedoch Situationen geben, in denen eine Korrektur schon durch den Rorrekturmechanismus an der stromaufwärtigen Seite von dem Sensor in der Zeit bewirkt wurde, in der eine Versetzung an der stromabwärtigen Position erfaßt wurde. Anders ausgedrückt kann die Zick-Zack-Bewegung der Bahn durch eine Rückkopplungskorrektur auf der Grundlage von an der stromaufwärtigen Seite erfaßten Versetzungen zunehmen, anstatt daß sie vermindert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich derartiger Probleme ausgeführt, wie sie vorstehend beschrieben sind. Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Vorrichtung für eine schnelle und genaue Korrektur der Zick- Zack-Bewegung eines langgestreckten Bogens zu schaffen, die beispielsweise durch Fehlanordnungen beim Aufwickeln auf eine Folienrolle verursacht wurde.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Korrektur einer Zick-Zack-Bewegung einer langgestreckten Bahn geschaffen, die in Längsrichtung entlang eines Weges transportiert wird, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
eine erste Korrektureinrichtung, die an diesem Weg zur Korrektur der seitlichen Versetzungen der Bahn angeordnet ist;
eine Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung, die an diesem Weg an der stromaufwärtigen Seite von der ersten Korrektureinrichtung angeordnet ist, um an der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung Signale, die die seitlichen Versetzungen der Bahn anzeigen, zu erfassen und auszugeben; und
eine Vorwärtszufuhrregeleinrichtung zum Empfangen der Signale von der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung und zum Regeln des Betriebs der ersten Korrektureinrichtung gemäß den von der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung empfangenen Signalen; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung desweiteren folgendes aufweist:
eine zweite Korrektureinrichtung, die an dem Weg und an der stromabwärtigen Seite von der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung (FFS) zur Korrektur der seitlichen Versetzungen der Bahn angeordnet ist;
eine Rückkopplungssensoreinrichtung, die an diesem Weg an der stromabwärtigen Seite von der ersten Korrektureinrichtung angeordnet ist, um an der Rückkopplungssensoreinrichtung Signale, die die seitlichen Versetzungen der Bahn anzeigen, zu erfassen und auszugeben;
und eine Rückkopplungsregeleinrichtung zum Empfangen der Signale von der Rückkopplungssensoreinrichtung und zum Regeln des Betriebs der zweiten Korrektureinrichtung gemäß der von der Rückkopplungssensoreinrichtung empfangenen Signale.
Eine die vorliegende Erfindung ausführende Vorrichtung, mit der die vorstehenden und andere Aufgaben gelöst werden können, kann dadurch gekennzeichnet sein, daß sie eine erste (Vorwärtszufuhr-) Korrektureinrichtung, die an dem Verlaufsweg einer in Längsrichtung verlaufenden langgestreckten Bahn angeordnet ist, um deren seitliche Versetzungen zu korrigieren, wie beispielsweise eine quer zu dem Verlauf sweg angeordnete Wendestange, um so die Richtung des Verlaufsweges um annähernd 90 Grad zu ändern, und eine Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung an der stromaufwärtigen Seite von der Korrektureinrichtung zum Erfassen einer seitlichen Versetzung der Bahn aufweist, wobei die Korrektureinrichtung durch ein Verfahren mit einem geöffneten Regelkreis die seitliche Position der Bahn gemäß den Ausgaben von der Sensoreinrichtung verändert, die die gemessene Versetzung anzeigen.
Um die seitlichen Versetzungen der Bahn weiter anzupassen, wird eine zweite Korrektureinrichtung (eine Rückkopplungskorrektureinrichtung) an der stromabwärtigen Seite von der Vorwärtszufuhrkorrektureinrichtung angewandt. Eine Rückkopplungssensoreinrichtung, die auch dem Erfassen einer seitlichen Versetzung der Bahn dient, ist an ihrer stromabwärtigen Seite derart angeordnet, daß die Anpassungen der seitlichen Position der Bahn durch ein Verfahren mit einem geschlossenen Regelkreis bewirkt werden können. Im allgemeinen sind die durch die Rückkopplungskorrektureinrichtung erstellten Korrekturen geringer als jene von der Vorwärtszufuhrkorrektureinrichtung. Eine Tendenzregeleinrichtung kann vorgesehen sein, um die Regelparameter der Vorwärtszufuhrkorrektureinrichtung anzupassen, wenn die von der Rückkopplungskorrektureinrichtung erforderliche Korrektur der Bahnposition zugenommen hat und über ihre vorbestimmte Grenze hinaus geht, was anzeigt, daß es für die Bahn eine Tendenz gibt, sich in eine Richtung zu verschieben.
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingearbeitet sind und ein Teil von ihr bilden, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht einer die vorliegende Erfindung ausführenden Vorrichtung;
Fig. 2 zeigt eine Abbildung der Wirkungsweise der ersten Korrektureinrichtung;
Fig. 3 zeigt eine Abbildung der Wirkungsweise der zweiten Korrektureinrichtung;
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Positionsbeziehung der Bauteile der Vorrichtung aus Fig. 1 und ihre Rollen bei der Korrektur der Bogenposition;
Fig. 5 zeigt ein schematisches Flußdiagramm für den Betrieb der Vorrichtung aus Fig. 1.
Die Erfindung wird in Anwendung auf eine Beutelherstellverpackungsmaschine einer sogenannten senkrechten Kissenbauart (die beispielsweise im U.S.-Patent Nr. 5 174 096 oder in der entsprechenden EP-A-0 479 594 beschrieben ist) unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, in der mit Bezugszeichen 1 eine Bogenrolle bezeichnet ist. Eine von dieser Bogenrolle 1 gezogene langgestreckte Bahn eines Bogens S wird in Längsrichtung mittels einer Führungsrolle 2, die sich parallel zu der Achse der Bogenrolle 1 erstreckt, und einer Wendestange 4 transportiert, die diagonal dazu angeordnet ist. Die Wendestange 4 dient dem Ändern der Bewegungsrichtung des Bogens S um annähernd 90 Grad, so daß der (nicht gezeigte) Formgeber der Beutelherstelleinrichtung angesteuert wird, der den Bogen S in eine röhrenartige Form bringt, bevor daraus Beutel erzeugt werden. Die Wendestange 4 ist mit einem ersten Korrekturmechanismus (der nachstehend auch als Vorwärtszufuhrkorrektureinrichtung bezeichnet ist) 3, wie beispielsweise mit einem Servomotor, versehen, so daß sie sich translatorisch bewegen kann, das heißt, daß sie sich ohne Andern der Erstreckungsrichtung zur Seite bewegen kann. Wenn eine Bogenrolle mit einer unterschiedlichen Breite geladen wird, wird dabei die Position der Wendestange 4 derart angepaßt, daß die Mittellinie des Bogens genau zu dem Formgeber ausgerichtet wird, auf den er gerichtet ist. Der Bogen S tritt desweiteren über eine Führungsrolle 6 und durch ein Paar etwas schräg angeordneter Korrekturrollen 9 und 10, das als eine zweite Korrektureinrichtung (die nachstehend auch als Rückkopplungskorrektureinrichtung bezeichnet ist) dient, und wird dann zu einer (nicht gezeigten) Beutelherstellverpackungsmaschine geführt.
Fig. 2 zeigt, wie die Wendestange 4 seitliche Versetzungen des Bogens S anpaßt, indem sie sich mittels des ersten Korrekturmechanismus 3 translatorisch bewegt, wie vorstehend erwähnt ist. Ein Vorwärtszufuhrsensor FFS ist stromabwärtig von dem ersten Korrekturmechanismus 3 entlang des Verlaufsweges des Bogens S zum Erfassen der seitlichen Versetzung des Bogens S an seiner Position und zum Ausgeben eines Signals angeordnet, das die erfaßte Versetzung anzeigt. Mit Bezugszeichen 5 (das in Fig. 1 gezeigt ist) ist eine erste Regelschaltung (die nachstehend auch als eine Vorwärtszufuhrkorrektureinrichtung bezeichnet ist) bezeichnet, die den ersten Korrekturmechanismus 3 gemäß diesem Ausgangssignal von dem Vorwärtszufuhrsensor FFS regeln kann.
Wenn bei einer derart aufgebauten Vorrichtung der Bogen S nicht gleichmäßig auf der Bogenrolle 1 aufgewickelt wurde und eine Zick-Zack-Bewegung erfährt, indem er sich quer zu der Richtung, in die er gezogen wird, hin- und herbewegt, erfaßt der an der stromaufwärtigen Seite von dem ersten Korrekturmechanismus 3 angeordnete Vorwärtszufuhrsensor FFS dies als eine Abweichung von einer Zielposition x und gibt darauf Signale aus, die jeweils die momentane Größe der Versetzung von der Zielposition x anzeigen. Diese Signale werden von der ersten Korrekturschaltung 5 empfangen, die den ersten Korrekturmechanismus 3 durch ein Regelverfahren mit einem offenen Regelkreis regelt und bewirkt, daß sich die Wendestange 4 zur Seite bewegt, wie vorstehend erwähnt ist, um die Querversetzungen des Bogens S aufgrund seiner Zick- Zack-Bewegung zu korrigieren.
Die so erfolgte Korrektur ist, wie vorstehend beschrieben ist, in erster Linie für die Zick-Zack-Bewegung da, die durch die ungleichförmige Weise verursacht wird, mit der die Bogenrolle 1 aufgewickelt wurde. Es gibt jedoch andere Ursachen der Zick-Zack-Bewegung des Bogens S, wie beispielsweise äußere Störungen. Die vorstehend erwähnte zweite Xorrektureinrichtung( die das Paar Korrekturrollen 9 und 10 umfaßt, dient der Korrektur der Zick-Zack-Bewegung aufgrund derartiger anderer Ursachen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, dienen die Korrekturrollen 9 und 10 der Korrektur der seitlichen Versetzungen des Bogens S mittels eines zweiten Korrekturmechanismus (der nachstehend als Rückkopplungskorrektureinrichtung bezeichnet ist) 8 einer Art, die beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Tokkai 4-144 871 offenbart ist. Das heißt, daß der zweite Korrekturmechanismus 8 so aufgebaut sein kann, daß eine Querversetzung des Bogens S durch Schwenkverbindungen 11, die ein Parallelogramm mit den Korrekturrollen 9 und 10 bilden, gemäß einem Erfassungssignal korrigiert wird, das von einem Rückkopplungssensor FBS ausgegeben wird, der in bezug auf die Verlaufsrichtung des Bogens S an der stromabwärtigen Seite von den Korrekturrollen 9 und 10 angeordnet ist. Mit Bezugszeichen 12 ist eine zweite Regelschaltung (die nachstehend als eine Rückkopplungsregeleinrichtung bezeichnet ist) bezeichnet, die den zweiten Korrekturmechanismus 8 gemäß diesem Ausgabesignal von dem Rückkopplungssensor FBS regeln kann.
Die Korrektur einer Zick-Zack-Bewegung durch den ersten und den zweiten Korrekturmechanismus 3 und 8 ist in Fig. 4 schematisch dargestellt, in der die Position des Bogens S in der Richtung, die quer zu seinem Verlaufsweg ist, durch das Symbol &epsi; als eine Funktion der Zeit t bezeichnet ist. Wie vorstehend erläutert ist, kann die von dem ersten Korrekturmechanismus erstellte Korrektur einen kleinen Fehler Ae beispielsweise aufgrund äußerer Störungen umfassen. Da der Bogen S die Position des Rückkopplungssensors FBS an der stromabwärtigen Seite von dem zweiten Korrekturmechanismus 8 erreicht (und vorzugsweise unmittelbar bevor der Bogen S den Formgeber erreicht), wird die diesem Fehler Δ&epsi; entsprechende seitliche Versetzung des Bogens S (nach der Zeit T, die der Bogen S braucht, um entlang der Strecke zwischen den Sensoren FFS und FBS zu laufen) erfaßt und ein Signal, das diese Versetzung anzeigt, wird an die zweite Korrekturschaltung 12 ausgegeben, die den zweiten Korrekturmechanismus 8 durch ein Verfahren nut einem geschlossenen Regelkreis regelt und dadurch die Korrekturrollen 9 und 10 um einen Winkel dreht, der der erforderlichen Korrektur entspricht, so daß der Bogen genau in die Zielposition gebracht wird.
In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 15 eine Tendenzregeleinrichtung bezeichnet, die einen anderen Aspekt der Erfindung darstellt und die den Betrieb der ersten und der zweiten Korrekturschaltung 5 und 12 abstimmt, wobei die Korrekturen durch den zweiten Korrekturmechanismus 8 üblicherweise viel geringer als jene des ersten Korrekturmechanismus 3 sind. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, in der der Betrieb der Vorrichtung aus Fig. 1 schematisch dargestellt ist, die die Tendenzregeleinrichtung 15 umfaßt, verwenden die erste und die zweite Korrekturschaltung 5 und 12, jeweils vorgegebene Algorithmen eines offenen Regelkreises und eines geschlossenen Regelkreises (die jeweils symbolisch durch RFF und RFB dar gestellt sind) zum Betätigen des ersten und des zweiten Korrekturmechanismus 3 und 8 (Schritte S2 und S4), wenn die durch die Sensoren FFS und FES erfaßten Versetzungen größer als ein gewisser Grenzwert sind (jeweils JA bei den Schritten S1 und S3). Wenn die Korrektur durch den zweiten Korrekturmechanismus 8 entsprechend einem Erfassungssignal bewirkt wird, das von dem Rückkopplungssensor FBS ausgegeben wird, außerhalb ihrer Regelgrenze ist, wertet die Tendenzregeleinrichtung 15 dies als eine Tendenz des Bogens S aus, sich mehr in eine Richtung als in die andere zu bewegen (JA bei Schritt S5) und paßt Parameter an, die den Algorithmus RFF definieren, durch den die erste Korrekturschaltung 5 den ersten Korrekturmechanismus 3 entsprechend einem Erfassungssignal regelt, das von dem Vorwärtszufuhrsensor FFS ausgegeben wird (Schritt S6).
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend als auf ein Bogentransportgerät für eine Verpackungsmaschine angewendet beschrieben wurde, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Korrektur der Zick-Zack-Bewegung einer Bahn beispielsweise auch bei einem Gerät zum Fördern von Papier an eine Druckmaschine verwendet werden, bei der eine langgestreckte Bahn verwendet wird.
Zusammenfassend gesagt werden Zick-Zack-Bewegungen einer in Längsrichtung verlaufenden Bahn eines Bogens erfindungsgemäß durch Erfassen der Querversetzung des Bogens an einer stromaufwärtigen Position und durch Erstellen einer Korrektur durch ein Verfahren mit einem offenen Regelkreis gemäß der Größe der erfaßten Versetzung durch eine Korrektureinrichtung korrigiert, die an der stromabwärtigen Seite von dem Sensor angeordnet ist, der die Versetzung erfaßt.
Ein zweiter Korrekturmechanismus ist vorgesehen, der nach einem Rückkopplungsprinzip mit einer Korrektureinrichtung und einem Erfassungssensor arbeitet, der an der stromabwärtigen Seite von der Korrektureinrichtung derart angeordnet ist, daß die Korrektureinrichtung auf der Grundlage des Vorwärtszufuhrprinzips die Versetzung der Bahn durch ein Verfahren mit einem offenen Regelkreis schnell korrigieren kann und die Korrektureinrichtung an der stromabwärtigen Seite erstellt eine zusätzliche Korrektur durch ein Verfahren mit einem geschlossenen Regelkreis.

Claims

1. Vorrichtung zur Korrektur einer Zick-Zack-Bewegung einer langgestreckten Bahn (5), die in Längsrichtung entlang eines Weges transportiert wird, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

eine erste Korrektureinrichtung (3), die an diesem Weg zur Korrektur der seitlichen Versetzungen der Bahn angeordnet ist;

eine Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung (FFS), die an diesem Weg an der stromaufwärtigen Seite von der ersten Korrektureinrichtung (3) angeordnet ist, um an der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung Signale, die die seitlichen Versetzungen der Bahn anzeigen, zu erfassen und auszugeben; und

eine Vorwärtszufuhrregeleinrichtung (5) zum Empfangen der Signale von der Vorwärtszufuhrsensöreinrichtung (FFS) und zum Regeln des Betriebs der ersten Korrektureinrichtung (3) gemäß den von der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung empfangenen Signalen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorrichtung desweiteren folgendes aufweist:

eine zweite Korrektureinrichtung (9, 10), die an dem Weg und an der stromabwärtigen Seite von der Vorwärtszufuhrsensoreinrichtung (FFS) zur Korrektur der seitlichen Versetzungen der Bahn angeordnet ist;

eine Rückkopplungssensoreinrichtung (FBS), die an diesem Weg an der stromabwärtigen Seite von der ersten Korrektureinrichtung (3) angeordnet ist, um an der Rückkopplungssensoreinrichtung Signale, die die seitlichen Versetzungen der Bahn anzeigen, zu erfassen und auszugeben; und

eine Rückkopplungsregeleinrichtung (12) zum Empfangen der Signale von der Rückkopplungssensoreinrichtung und zum Regeln des Betriebs der zweiten Korrektureinrichtung gemäß der von der Rückkopplungssensoreinrichtung empfangenen Signale.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die desweiteren eine Tendenzregeleinrichtung (15) zum Regeln der Vorwärtszufuhrregeleinrichtung (5) gemäß den Ausgaben von der Rückkopplungssensoreinrichtung (FBS) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Tendenzregeleinrichtung (15) die Regelparameter anpaßt, die durch die Vorwärtszufuhrregeleinrichtung (5) verwendet werden, wenn die Ausgaben von der Rückkopplungssensoreinrichtung (FBS) anzeigen, daß die Korrektur, die durch die zweite Korrektureinrichtung (9, 10) entsprechend den Ausgaben zu bewirken ist, jenseits einer Regelgrenze der zweiten Korrektureinrichtung liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Korrektureinrichtung (3) ein langgestrecktes Element (4) umfaßt, das diagonal zu dem Weg angeordnet ist und dazu dient, die Bewegungsrichtung der langgestreckten Bahn um annähernd 90 Grad zu verändern, wobei sich das langgestreckte Element gemäß einem Signal von der Vorwärtszufuhrregeleinrichtung (5) translatorisch bewegen kann.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorwärtszufuhrregeleinrichtung (5) die erste Korrektureinrichtung durch ein Korrekturverfahren mit einem offenen Regelkreis regelt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsregeleinrichtung (12) die zweite Korrektureinrichtung durch ein Korrekturverfahren mit einem geschlossenen Regelkreis regelt.